Name: Polimerização Radical por Transferência de Átomos de Monômeros Vinílicos Funcionalizados Usando Perileno como Fotocatalisador de Luz Visível (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 49 s
Description: Aprenda a polimerização radical por transferência de átomos usando perileno como fotocatalisador de luz visível para produzir polimetacrilato de metila bem definido. Este método sustentável substitui catalisadores metálicos por corantes orgânicos.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Os autores gostariam de agradecer à Universidade do Colorado Boulder por seu apoio a este trabalho.

ATENÇÃO: Muitos dos produtos químicos utilizados neste protocolo são substâncias perigosas. Consulte Fichas de Segurança (MSDS) e usar equipamento de proteção individual (EPI) quando se trabalha com essas substâncias. 1. Purificação, preparação e armazenamento dos Reagentes <ol><li> Purifica-se todos os solventes a serem utilizados com um sistema de purificação do solvente de acordo com o protocolo do fabricante. Se um sistema de purificação de solvente não está disponível, utilizar agentes de secagem (por exemplo, peneiros moleculares, CaH 2, etc.) e destilação. Uma vez secos, armazenar os solventes sob atmosfera de azoto na caixa de luvas, à temperatura ambiente. </li><li> Purifica-se todos os monómeros por destilação sob vácuo de acordo com o protocolo do fabricante. Uma vez destilado, armazenar os monómeros em frascos escuros sob atmosfera de azoto num frigorífico. </li><li> Purifica-se iniciadores por destilação sob vácuo de acordo com o protocolo do fabricante. Uma vez destilado, loja iniciadores emgarrafas escuras sob atmosfera de azoto no frigorífico. </li><li> Purifica-se o perileno por sublimação de acordo com o protocolo do fabricante. Uma vez sublimado, armazenar o perileno da bancada à temperatura ambiente. </li><li> Prepara-se uma solução de 250 ppm de hidroxitolueno butilado (BHT) em clorofórmio deuterado (CDCl3) pela adição de 25,0 mg de BHT para um frasco de 100 g de CDCl3. Preparar e armazenar esta solução na bancada. </li></ol> 2. A fotopolimerização de Metacrilato de Metilo Utilizando Perileno como o fotocatalisador <ol><li> Permitir que todos os reagentes atinjam a temperatura ambiente. Inspeccionar todos os reagentes antes da utilização para assegurar que não há sinal de contaminação, tais como descoloração ou de formação de partículas sólidas. </li><li> Em uma atmosfera de azoto porta-luvas, coloque uma pequena barra de agitação em um frasco de cintilação de 20 ml. Adicionar 2,36 mg (9,38? Mol, 1,00 eq.) De perileno. </li><li> Adicionar 1,00 ml de dimetilformamida (DMF). </li><li> A esta mistura, adicionar 1,00 mL (9,38 mmol,1,000 eq.) De metacrilato de metilo (MMA). </li><li> Colocar o frasco numa placa de agitação ajustado para 1600 rpm e iluminado por tiras de diodos emissores de luz branca (LED). Limitar qualquer iluminação de outras fontes de luz (por exemplo, luzes do teto, janelas próximas). </li><li> Para iniciar a reacção, adicionar 16,4 mL (93,8 mol, 10,0 eq.) De acetato de etilo-bromofenil α (EBP) através de uma pipeta. Nota: Para executar esta reacção usando a luz solar natural, siga os passos acima, ignorando etapa 2.5, em seguida, selar o frasco, trazê-lo para fora do porta-luvas, e coloque o frasco em uma área iluminada pela luz solar natural. </li><li> Agita-se a mistura reaccional durante 24 h sob uma iluminação constante. Isolar e purificar o produto poli (MMA), seguindo as instruções em passos 4,1 - 4,4. </li></ol> 3. Cinética A análise da reacção <ol><li> Na bancada, dispensar 0,70 ml de BHT em CDCl3 solução para um frasco de 2 ml e vedar com uma tampa de septo. Traga esta i frasco<html> nto da caixa de luvas em que a polimerização se realiza. </li><li> Utilize uma seringa para remover 0,20 ml da mistura de reacção. Injectar o conteúdo da seringa no frasco de 2 ml contendo a solução de 250 ppm de BHT em CDCl3. Retire-se e empurrar o êmbolo em várias vezes para assegurar a extinção completa da polimerização. </li><li> Transferir o conteúdo do frasco de 2 ml a um tubo de espectroscopia de RMN (ressonância magnética nuclear). Analisar esta amostra através de 1 H espectroscopia de RMN para a conversão por cento. 24 </li><li> Para o exemplo específico da polimerização de metacrilato de metilo usando perileno, calcular a percentagem de conversão a partir do espectro de 1 H RMN da amostra por comparação da área sob o pico correspondente aos hidrogénios de metoxi de o monómero que não reagiu (δ = 3,62) (H) e o área sob o pico correspondente aos hidrogénios de metoxi de o polímero (δ = 3,50) (P) com a seguinte fórmula: 1 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 53571 / 53571eq1.jpg &quot;/&gt; </li><li> Após análise, verter o conteúdo do tubo de espectroscopia de RMN num frasco de cintilação de 20 ml limpo. Evapora-se o solvente sob pressão reduzida. Re-dissolver a amostra em 1,00 ml de tetra-hidrofurano (THF). </li><li> Enviar a amostra através de um filtro de seringa em um limpa frasco de 2 ml. Analisar a amostra por meio de cromatografia de permeação em gel (GPC) acoplado com multi-ângulo de dispersão de luz para determinar o peso molecular médio em número (Mn), o peso molecular médio em peso (M w), e dispersividade (DJ). 24 </li></ol> 4. Isolamento e purificação do produto polimérico <ol><li> Extingue-se a reacção de polimerização, vertendo o conteúdo da mistura de reacção num excesso de 50 vezes de metanol e deixando-se agitar durante pelo menos 1 h. </li><li> Isolar o poli (metacrilato de metilo) a partir do metanol por filtração sob vácuo de acordo com o fabricante doprotocolo. Nota: O método de isolamento pode variar dependendo do polímero produzido. Para poli (metacrilato de metilo) e poliestireno, filtrar a vácuo o polímero precipitado a partir do metanol utilizando um funil de Buchner. Para poli (acrilato de butilo), decanta-se o metanol a partir do polímero viscoso. </li><li> Lavar o polímero com um adicional de 100 ml de metanol. </li><li> Re-dissolver o polímero em diclorometano e repita os passos 4.1 até 4.3, duas vezes. </li></ol> 5. de extensão de cadeia de um macroiniciador MMA com estireno para produzir partículas de poli (MMA) -b-poli (S) <ol><li> Permitir que todos os reagentes atinjam a temperatura ambiente. Inspeccionar todos os reagentes antes da utilização para assegurar que não há sinal de contaminação, tais como descoloração ou de formação de partículas sólidas. </li><li> Na caixa de luvas uma atmosfera de azoto, colocar 136 mg (2,34? Mol, 1,00 eq.) De poli (MMA) macroiniciador para um frasco de cintilação de 20 ml equipado com uma pequena barra de agitação. </li><li> Adicionar 0,59 mg perileno (2,34 mol, 1,00 eq.). </li><li> Adicionar 1,00 ml de DMF. </li><li> Colocar o frasco numa placa de agitação ajustado para 1600 rpm e iluminado por tiras de LEDs brancos. Limitar qualquer iluminação de outras fontes de luz (por exemplo, luzes do teto, janelas próximas). </li><li> A esta mistura, adicionar 1,24 mL (11,7 mmol, 5,000 eq.) De estireno (S) através de uma pipeta. </li><li> Agita-se a mistura reaccional durante 24 h sob uma iluminação constante. Isolar e purificar o produto poli (MMA) -b-poli (S), seguindo as instruções em passos 4,1 - 4,4. </li></ol>

<ol><li>Bates, F. S., Hillmyer, M. A., Lodge, T. P., Bates, C. M., Delaney, K. T., Fredrickson, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiblock+Polymers%3A+Panacea+or+Pandora%27s+Box%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Multiblock Polymers: Panacea or Pandora's Box.</a> Science. 336 (6080), 434-440 (2012).</li>
<li>Hawker, C. J., Wooley, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Convergence+of+Synthetic+Organic+and+Polymer+Chemistries%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">The Convergence of Synthetic Organic and Polymer Chemistries.</a> Science. 309 (5738), 1200-1205 (2005).</li>
<li>di Lena, F., Matyjaszewski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transition+Metal+Catalysts+for+Controlled+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Transition Metal Catalysts for Controlled Radical Polymerization.</a> Prog. Polym. Sci. 35 (8), 959-1021 (2010).</li>
<li>Rosen, B. M., Percec, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-Electron+Transfer+and+Single-Electron+Transfer+Degenerative+Chain+Transfer+Living+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Single-Electron Transfer and Single-Electron Transfer Degenerative Chain Transfer Living Radical Polymerization.</a> Chem. Rev. 109 (11), 5069-5119 (2009).</li>
<li>Moad, G., Rizzardo, E., Thang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+Living+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Toward Living Radical Polymerization.</a> Acc. Chem. Res. 41 (9), 1133-1142 (2008).</li>
<li>Braunecker, W. A., Matyjaszewski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled%2Fliving+Radical+Polymerization%3A+Features%2C+Developments%2C+and+Perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Controlled/living Radical Polymerization: Features, Developments, and Perspectives.</a> Prog. Polym. Sci. 32 (1), 93-146 (2007).</li>
<li>Kamigaito, M., Ando, T., Sawamoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-Catalyzed+Living+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Metal-Catalyzed Living Radical Polymerization.</a> Chem. Rev. 101 (12), 3689-3746 (2001).</li>
<li>Matyjaszewski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+and+Classifications+of+Controlled%2FLiving+Radical+Polymerizations%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Symp.+Ser%22%5BJournal%5D)">Comparison and Classifications of Controlled/Living Radical Polymerizations.</a> ACS Symp. Ser. 768 (1), 2-26 (2000).</li>
<li>Matyjaszewski, K., Tsarevsky, N. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macromolecular+Engineering+by+Atom+Transfer+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Macromolecular Engineering by Atom Transfer Radical Polymerization.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (18), 6513-6533 (2013).</li>
<li>Matyjaszewski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atom+Transfer+Radical+Polymerization+%28ATRP%29%3A+Current+Status+and+Future+Perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP): Current Status and Future Perspectives.</a> Macromolecules. 45 (10), 4015-4039 (2012).</li>
<li>Ouchi, M., Terashima, T., Sawamoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transition+Metal-Catalyzed+Living+Radical+Polymerization%3A+Toward+Perfection+in+Catalysis+and+Precision+Polymer+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Transition Metal-Catalyzed Living Radical Polymerization: Toward Perfection in Catalysis and Precision Polymer Synthesis.</a> Chem. Rev. 109 (11), 4963-5050 (2009).</li>
<li>Matyjaszewski, K., Tsarevsky, N. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructured+Functional+Materials+Prepared+by+Atom+Transfer+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Chem%22%5BJournal%5D)">Nanostructured Functional Materials Prepared by Atom Transfer Radical Polymerization.</a> Nat. Chem. 1 (4), 276-288 (2009).</li>
<li>Ouchi, M., Terashima, T., Sawamoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precision+Control+of+Radical+Polymerization+via+Transition+Metal+Catalysis%3A+From+Dormant+Species+to+Designed+Catalysts+for+Precision+Functional+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Precision Control of Radical Polymerization via Transition Metal Catalysis: From Dormant Species to Designed Catalysts for Precision Functional Polymers.</a> Acc. Chem. Res. 41 (9), 1120-1132 (2008).</li>
<li>Matyjaszewski, K., Xia, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atom+Transfer+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Atom Transfer Radical Polymerization.</a> Chem. Rev. 101 (9), 2921-2990 (2001).</li>
<li>Magenau, A. J. D., Strandwitz, N. C., Gennaro, A., Matyjaszewski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemically+Mediated+Atom+Transfer+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Electrochemically Mediated Atom Transfer Radical Polymerization.</a> Science. 332 (6025), 81-84 (2011).</li>
<li>Matyjaszewski, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diminishing+Catalyst+Concentration+in+Atom+Transfer+Radical+Polymerization+with+Reducing+Agents%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Diminishing Catalyst Concentration in Atom Transfer Radical Polymerization with Reducing Agents.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103 (42), 15309-15314 (2006).</li>
<li>Moad, G., Rizzardo, E., Thang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Living+Radical+Polymerization+by+the+RAFT+Process-+A+Second+Update%5BTitle%5D)+AND+%22Aust.+J.+Chem%22%5BJournal%5D)">Living Radical Polymerization by the RAFT Process- A Second Update.</a> Aust. J. Chem. 62 (11), 1402-1472 (2009).</li>
<li>Moad, G., Rizzardo, E., Thang, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radical+Addition-Fragmentation+Chemistry+in+Polymer+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Radical Addition-Fragmentation Chemistry in Polymer Synthesis.</a> Polymer. 49 (5), 1079-1131 (2008).</li>
<li>Nicolas, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitroxide-Mediated+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Polym.+Sci%22%5BJournal%5D)">Nitroxide-Mediated Polymerization.</a> Prog. Polym. Sci. 38 (1), 63-235 (2013).</li>
<li>Hawker, C. J., Bosman, A. W., Harth, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Polymer+Synthesis+by+Nitroxide+Mediated+Living+Radical+Polymerizations%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">New Polymer Synthesis by Nitroxide Mediated Living Radical Polymerizations.</a> Chem. Rev. 101 (12), 3661-3688 (2001).</li>
<li>Goto, A., Wakada, T., Fukuda, T., Tsujii, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Systematic+Kinetic+Study+in+Reversible+Chain+Transfer+Catalyzed+Polymerizations+%28RTCPs%29+with+Germanium%2C+Tin%2C+Phosphorus%2C+and+Nitrogen+Catalysts%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">A Systematic Kinetic Study in Reversible Chain Transfer Catalyzed Polymerizations (RTCPs) with Germanium, Tin, Phosphorus, and Nitrogen Catalysts.</a> Macromol. Chem. Phys. 211 (5), 594-600 (2010).</li>
<li>Goto, A., Ohtsuki, A., Ohfuji, H., Tanishima, M., Kaji, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+Generation+of+a+Carbon-Centered+Radical+from+Alkyl+Iodide+Using+Organic+Salts+and+Their+Application+as+Organic+Catalysts+in+Living+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Reversible Generation of a Carbon-Centered Radical from Alkyl Iodide Using Organic Salts and Their Application as Organic Catalysts in Living Radical Polymerization.</a> J. Am. Chem. Soc. 135 (30), 11131-11139 (2013).</li>
<li>Goto, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+Complexation+Mediated+Living+Radical+Polymerization+%28RCMP%29+Using+Organic+Catalysts%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Reversible Complexation Mediated Living Radical Polymerization (RCMP) Using Organic Catalysts.</a> Macromolecules. 44 (22), 8709-8715 (2011).</li>
<li>Miyake, G. M., Theriot, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perylene+as+an+Organic+Photocatalyst+for+the+Radical+Polymerization+of+Functionalized+Vinyl+Monomers+Through+Oxidative+Quenching+With+Alkyl+Bromides+and+Visible+Light%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Perylene as an Organic Photocatalyst for the Radical Polymerization of Functionalized Vinyl Monomers Through Oxidative Quenching With Alkyl Bromides and Visible Light.</a> Macromolecules. 47 (23), 8255-8261 (2014).</li>
<li>Miyake, G. M. Organocatalyzed Photoredox Mediated Polymerization Using Visible Light. US Patent Application. 14, US 14/331,323 (2013).</li>
<li>Treat, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-Free+Atom+Transfer+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Metal-Free Atom Transfer Radical Polymerization.</a> J. Am. Chem. Soc. 136 (45), 16096-16101 (2014).</li>
<li>Pan, X., Lamson, M., Yan, J., Matyjaszewski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoinduced+Metal-Free+Atom+Transfer+Radical+Polymerization+of+Acrylonitrile%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Macro+Lett%22%5BJournal%5D)">Photoinduced Metal-Free Atom Transfer Radical Polymerization of Acrylonitrile.</a> ACS Macro Lett. 4 (2), 192-196 (2015).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

Embora o protocolo demonstra um exemplo específico desta técnica de polimerização, as opções disponíveis ao investigador que executam esta reacção são bastante amplo. As modificações podem ser feitas a um número de pontos ao longo do protocolo, para permitir a optimização de qualquer photoredox nomeadamente PRTA está a ser executada. À medida que novos monómeros, iniciadores e catalisadores para esta reacção estão sob investigação, a estequiometria e solvente utilizado para realizar a reacção pode e deve ser modificada ...

A síntese de polímeros tecnologicamente avançados requer controle preciso sobre o peso molecular do polímero, dispersão (Ð), composição e arquitetura. 1,2 As polimerizações radicais controladas (CRPs)3-8 revolucionaram a síntese de polímeros bem definidos, sendo a polimerização radical por transferência de átomos (ATRP) a PCR mais utilizada, em grande parte devido à simplicidade operacional e versatilidade sintética. 9-14 O ponto crucial do ATRP é a capacidade de desativar reversivelmente a polimerização, controlando o equilíbrio entre um radical propagador e uma espécie dormente. A aplicação de uma baixa concentração de radicais ativos minimiza muito as vias de terminação bimolecular e permite a síntese de polímeros bem definidos. 
O ATRP tradicional depende de um catalisador de metal de transição para mediar esse equilíbrio. 3 Esses catalisadores metálicos contaminam o produto polimérico e impedem a implementação em aplicações biomédicas ou eletrônicas, ao mesmo tempo em que levantam preocupações ambientais. Embora avanços significativos tenham sido feitos para reduzir a concentração do catalisador para níveis de ppm, essas metodologias exigem condições experimentais mais exigentes e a contaminação por metais ainda não foi totalmente eliminada. 15,16
A transferência reversível de adição-fragmentação17,18 e as polimerizações mediadas por nitróxido19,20 são CRPs que não requerem catalisadores metálicos, embora tenham sido usadas com menos frequência do que o ATRP. 3 Recentemente, foram relatadas variantes de transferência de cadeia reversível21 e complexação reversível22,23 de ATRP que podem usar catalisadores orgânicos. No entanto, essas metodologias requerem o uso de iniciadores de iodeto de alquila e não são eficazes com os brometos de alquila comumente empregados no ATRP. Um CRP altamente desejável corresponderia ao desempenho, viabilidade e robustez do ATRP tradicional enquanto era catalisado por um catalisador orgânico sob condições amenas.
Aqui, descrevemos uma metodologia para a polimerização radical de monômeros de vinil funcionalizados usando perileno como fotocatalisador de luz visível. Através da otimização de parâmetros como estequiometria, concentração, tempo e fluxo de luz, o peso molecular dos polímeros pode ser controlado. 24, 25 Metodologias semelhantes foram introduzidas recentemente usando derivados de fenotiazina como fotocatalisadores para ATRP livre de metal. 26, 27 Como os pesquisadores no campo da catálise de polimerização estão constantemente desenvolvendo novos sistemas catalíticos, a capacidade de comparar o desempenho do catalisador em várias métricas é vital. Essa capacidade de fazer comparações depende muito da consistência e clareza processuais por parte dos pesquisadores que realizam os experimentos. Como tal, é nosso objetivo que este vídeo seja usado para ajudar a comunicar com precisão os métodos pelos quais esses polímeros são sintetizados e caracterizados.

<table><tbody><tr><td>perileno, min 98,0%</td> <td>TCI America</td><td>TCP0078-025G</td><td>purificar por sublimação</td></tr><tr><td>N, N-dimetilformamida</td><td>VWR</td><td>EM-DX1726-1</td><td>Omnisolv</td></tr><tr><td>metacrilato de metila, 99%</td> <td>VWR</td><td>200000-678</td><td>destilado antes do uso, armazenado em geladeira</td></tr><tr><td>etileno &alfa;-acetato de bromofenila&nbsp;</td><td>Aldrich</td><td>554065</td><td>destilado antes do uso armazenado em geladeira</td></tr><tr><td>hidroxitolueno butilado&nbsp;</td><td>Aldrich</td><td>W218405</td><td></td></tr><tr><td>Clorofórmio-D</td><td>Cambridge Isotope Labs</td><td>DLM-7-100</td><td></td></tr><tr><td>tetrahidrofurano</td><td>VWR</td><td>EM-TX0279-1</td><td>Omnisolv</td></tr><tr><td>metanol</td><td>VWR</td><td>BDH1135</td><td></td></tr><tr><td>diclorometano</td><td>VWR</td><td>EM-DX0831-1</td><td>Omnisolv</td></tr><tr><td>estireno, 99%</td><td>VWR</td><td>AAAA18481-0F</td><td>destilado antes do uso, armazenado em </td></tr><tr><td>frasco de cintilação de vidro para geladeira, 20&nbsp; ml</td><td>VWR</td><td>66022-065</td><td></td></tr><tr><td>frasco com tampa de rosca, 2 ml</td><td>Agilent</td><td>5182-0715</td><td></td></tr><tr><td>tampa de septo para frasco com tampa de rosca</td><td>Agilent</td><td>5182-0717</td><td></td></tr><tr><td>vaso de pressão de parede pesada, 100 ml</td><td>Synthware</td><td>P160005&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>seringa, 1 ml norm-ject</td><td>VWR</td><td>89174-491</td><td></td></tr><tr><td>Tubo NMR</td><td>New Era</td><td>NE-UL5-7'filtro</td><td></td></tr> de <tr><td>seringa de nylon, 0.45&nbsp; &#956; m</td><td>VWR</td><td>28143-240</td><td></td>porta-luvas</tr> Sistema de <tr><td>purificação de solvente</td><td></td> Mbraun LABstar <td></td> Placa de agitação Mbraun MB-SPS-800 <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>Diodos</td> emissores de luz 3582401 <td></td>IKA</tr><tr><td></td><td>Creative Lighting Solutions</td><td>CL-FRS1210-5M-12V-WH</td><td>2x tiras de 12 polegadas de LEDs brancos de 5500 K foram usadas para iluminação</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> Alimentação de 12 V DC <td></td></tr><tr><td> fornecimento para LEDs</td><td>Creative Lighting Solutions</td><td>CL-PS16001-40W</td><td></td></tr><tr><td>cromatógrafo líquido de alto desempenho&nbsp;</td><td>Agilent</td><td>G1310B, G1322A, G1329B, colunas da</td> tamanho-exclusão da permeação do gel de G1316A <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Detector de dispersão de luz multi-ângulo</td><td>Wyatt</td><td>WTREOS</td><td></td></tr><tr><td>refratômetro diferencial</td><td>Wyatt</td><td>WTREX</td><td></td></tr></tbody></table>

transferência de átomos radical polimerização de monómeros de vinilo funcionalizados usando perileno como um fotocatalisador luz visível

Atom Transfer Radical Polymerization of Functionalized Vinyl Monomers Using Perylene as a Visible Light Photocatalyst

Uma técnica padronizada para polimerização radical de transferência de átomos de monômeros de vinila usando perileno como fotocatalisador de luz visível é apresentada. O procedimento é realizado sob uma atmosfera inerte usando técnicas de exclusão de ar e água. O resultado da polimerização é afetado pelas proporções de monômero, iniciador e catalisador usado, bem como pela concentração da reação, solvente e natureza da fonte de luz. O controle temporal sobre a polimerização pode ser exercido ligando e desligando a fonte de luz visível. As baixas dispersões dos polímeros resultantes, bem como a capacidade de se estender em cadeia para formar copolímeros em bloco, sugerem controle sobre a polimerização, enquanto a análise do grupo final da cadeia fornece evidências que apóiam um mecanismo de polimerização radical de transferência de átomos.

A Tabela 1 mostra o gama de resultados da polimerização alcançáveis ​​através deste método. Estes dados mostram que perileno é capaz de servir como um fotocatalisador para a polimerização de um certo número de monómeros de vinilo funcionalizados. Para um monómero específica, o ajuste de qualquer um de um número de parâmetros de reacção, tais como solvente, estequiometria, iniciador, e fonte de luz conduz a polímeros com diferentes pesos moleculares e dispersities que var...

Um método para a polimerização radical de transferência de átomos de monômeros de vinila funcionalizados usando perileno como fotocatalisador de luz visível é descrito.

Transferência de átomos radical polimerização de monómeros de vinilo funcionalizados Usando Perileno como um fotocatalisador Luz Visível

A standardized technique for atom transfer radical polymerization of vinyl monomers using perylene as a visible-light photocatalyst is presented. The ...

O objetivo geral deste procedimento é produzir polimetil metacrilato bem definido utilizando peryleno como fotocatalisador orgânico para polimerização por transferência de radical atômico com luz visível. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na área de catálise orgânica e catálise fotorrédox, tais como: podemos substituir complexos de metais de transição por corantes orgânicos como o peryleno?A principal vantagem desta técnica é que o catalisador metálico comumente usado na polimerização radicalar por transferência de átomos pode ser substituído pelo perilenno, um corante orgânico comum. A demonstração visual deste método é essencial para garantir a reprodutibilidade entre grupos de pesquisa, pois a configuração exata da reação pode ter um impacto significativo no resultado do experimento. Prepare todos os reagentes conforme descrito no protocolo textual e deixe-os atingir a temperatura ambiente.Inspecione todos os reagentes antes do uso para garantir que não haja sinais de contaminação, como alteração na coloração ou formação de partículas sólidas. Em uma caixa de luvas com atmosfera de nitrogênio, coloque um pequeno bastão de agitação em um tubo de reação de 100 mililitros. Adicione 9,5 miligramas de pireno e, em seguida, 4,00 mililitros de dimetilformamida, ou DMF.A esta mistura, adicione 4,00 mililitros de metil metacrilato, ou MMA. Coloque o frasco em uma placa de agitação ajustada para 900 rpm dentro de um béquer de 400 mililitros iluminado por tiras de luzes brancas de diodos emissores de luz. Limite qualquer iluminação proveniente de outras fontes luminosas.Para iniciar a reação, adicione 65,6 µL de alfa-bromofenilacetato de etila, ou EBP, por meio de pipeta. Agite a reação por vinte e quatro horas sob iluminação constante. Sobre a bancada, adicione 0,70 mL do butil-hidroxitolueno, ou BHT, em solução de clorofórmio deutério no frasco de dois mililitros e feche com tampa de septo.Leve este frasco para a caixa de luvas onde a polimerização está sendo realizada. Utilize uma seringa para retirar 0,20 mililitros da mistura de reação. Injete o conteúdo da seringa no frasco de dois mililitros contendo a solução de BHT a 250 ppm e clorofórmio deutério.Puxe para trás e empurre o êmbolo várias vezes para garantir a extinção completa da polimerização. Em seguida, transfira o conteúdo do frasco de dois mililitros para um tubo de espectroscopia de RMN. Analise esta amostra por espectroscopia de RMN de prótons para determinar a porcentagem de conversão.Após a análise, despeje o conteúdo do tubo de espectroscopia de RMN em um frasco cintilador limpo de 20 mililitros. Evapore o solvente sob pressão reduzida. Em seguida, redissolva a amostra em 1,00 mililitro de tetra-hidrofuran.Envie a amostra através de um filtro de seringa de 0,45 mícron para um frasco limpo de dois mililitros. Analise a amostra por cromatografia de permeação em gel, ou GPC, acoplada a espalhamento de luz em múltiplos ângulos, para determinar o peso molecular médio numérico, o peso molecular médio em peso e a dispersidade. Para isolar e purificar o polimetil metacrilato do produto, primeiro interrompa a reação de polimerização vertendo o conteúdo da mistura reacional em um excesso cinquenta vezes maior de metanol e deixe sob agitação por pelo menos uma hora.Isole o polimetil metacrilato do metanol por filtração a vácuo. Em seguida, lave o polímero com mais 100 mililitros de metanol. Redissolva o polímero em diclorometano e repita esses passos duas vezes.Dentro de uma caixa de luvas com atmosfera de nitrogênio, coloque 544 miligramas de macroiniciador de polimetilmetacrilato em um frasco cintilador de 20 mililitros equipado com um pequeno bastão de agitação. Em seguida, adicione 2,4 miligramas de perilenho ao frasco cintilador, seguido por 4,00 mililitros de dimetilformamida. Coloque o frasco em uma placa de agitação regulada em 900 rpm, dentro de um béquer iluminado por tiras de LEDs brancos.Limite qualquer iluminação proveniente de outras fontes de luz. À esta mistura, adicione 4,96 mililitros de estireno por meio de pipeta e agite a reação por vinte e quatro horas sob iluminação constante. Por fim, isole e purifique o produto polimetil metacrilato-bloco-poliestireno, como anteriormente.Apresentam-se aqui resultados representativos da polimerização de monômeros vinílicos funcionalizados utilizando esta técnica. O ajuste dos parâmetros da reação pode ter um efeito significativo no resultado da polimerização. Esta figura mostra os resultados da copolimerização em bloco utilizando um macroiniciador isolado de polimetacrilato de metila, conforme descrito no procedimento em vídeo.A capacidade de alongar a cadeia dessa forma fornece apoio a um mecanismo de transferência de átomos. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma compreensão prática de como produzir e isolar polímeros e copolímeros em bloco bem definidos utilizando perilenos como fotocatalisador sob luz visível para polimerização por transferência de radicais atômicos.

atom-transfer-radical-polymerization-functionalized-vinyl-monomers

Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

Um procedimento de duas etapas para a síntese de derivados de indol farmacologicamente ativos por funcionalização C-H com anilinas é descrito, usando catálise de ácido de Brønsted e foto.

Síntese de Antiviral tetrahidrocarbazole Derivativos por fotoquímica e catalisada por ácido CH funcionalização via Peróxidos intermediários (CHIPS)

Um procedimento para realizar eletropolimerização redutora de compostos contendo vinil em eletrodos revestidos de óxido de estanho dopados com carbono vítreo e flúor é apresentado. Recomendações sobre configurações de células eletroquímicas e procedimentos de solução de problemas estão incluídas. Embora não explicitamente descrita aqui, a eletropolimerização oxidativa de compostos contendo pirrol segue procedimentos semelhantes à eletropolimerização redutora à base de vinil.

Electropolimerização redutiva de um complexo poli-piridil-vinil no Glassy contendo carbono e flúor-dopado com óxido de estanho Eléctrodos

Nós descrevemos um protocolo para a geração de luz catalisada de peróxido de hidrogênio - um co-fator para transformações oxidativas.

Claro conduzido enzimática descarboxilação

Um protocolo é apresentado para a síntese e preparação de nanopartículas constituídas por polímeros eletroativos.

Propriedades eletroativo Polymer Nanopartículas Exhibiting fototérmicos

Este artigo descreve um processo de produção de nanopartículas poliméricas automontadas usando polimerização por dispersão mediada por luz visível. O uso de luz visível de baixa energia para controlar a polimerização permite a formação reprodutível de micelas semelhantes a vermes automontadas com alto teor de sólidos.

Síntese Facile de micelas Worm-like por luz visível Mediated Dispersão Polimerização Usando Photoredox Catalisador

Um protocolo para a polimerização do anel de abertura controlada photoredox de O- carboxyanhydrides, mediada por complexos de Ni/Zn é apresentado.

Controlado por polimerização de anel de abertura Photoredox do - Carboxyanhydrides, mediada por complexos de Ni/Zn

Este trabalho apresenta um protocolo para deposição de vapor reativas de poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene) e poli (tieno [3,2 -b] tiofeno) filmes sobre lâminas de vidro e substratos difíceis, tais como têxteis e papel.

Depósito de Vapor reativa dos filmes de polímeros conjugados em substratos arbitrários

Aqui, apresentamos um protocolo para preparar os cromóforos de transferência de carga com base em uma membrana composta de germânio/polímero.

Preparação de membranas de foto-sensível com base em germânio para a foto-ativação de catalisadores de óxido de manganês

Descreveremos um protocolo para carbenos photogenerate N-heterocíclicos (NHCs) por irradiação UV de um sistema de 2-isopropylthioxanthone/imidazólio tetrafenilborato sal. Métodos para caracterizar o NHC photoreleased e elucidar o mecanismo fotoquímico são propostos. Os protocolos para abertura de anel metátese de fotopolimerização na solução e miniemulsion ilustram o potencial deste sistema de photogenerating 2-componente NHC.

Pseudo-levitante de N-Heterocyclic carbenos: aplicação na polimerização de metátese de anel-abertura de participação

Protocolos detalhados e gerais são apresentados para a síntese de [(DPEPhos) (BCP) UC] PF6, um catalisador fotoredox à base de cobre geral, e para seu uso em química sintética para a arilação direta de ligações C-H em Arenes (hetero) e radicais ciclização de halogenetos orgânicos.

[(DPEPhos) (BCP) UC] PF6: um catalisador Photoredox cobre-baseado geral e amplamente aplicável

Aprenda a polimerização radical por transferência de átomos usando perileno como fotocatalisador de luz visível para produzir polimetacrilato de metila bem definido. Este método sustentável substitui catalisadores metálicos por corantes orgânicos.

Polimerização Radical por Transferência de Átomos de Monômeros Vinílicos Funcionalizados Usando Perileno como Fotocatalisador de Luz Visível (Vídeo) | JoVE Journal

Transferência de átomos radical polimerização de monómeros de vinilo funcionalizados Usando Perileno como um fotocatalisador Luz Visível

Explorar mais vídeos